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ORNL正在开发新一代大幅面高速3D打印系统Bertha

发布时间: 2015-03-24 07:02 来源: 天工社 作者: 网络 点击: 我要评论 条评论)

首先有BAAM。而且,不久就会有Bertha。

这里稍微介绍一下,所谓BAAM,是BigAreaAdditiveManufacturing(大幅面增材制造)的简称,这是由美国能源部下属的橡树岭国家实验室(ORNL)和著名机床制造商Cincinnati公司联手开发的高速大型3D打印设备。本质上来说,BAAM系统结合了3D打印和CNC技术,自从它问世以来,很是制造了几次新闻头条。

延伸阅读:《美国200倍速超高速大幅面3D打印机研发进展》

比如,去年轰动全球的LocalMotors公司在芝加哥国际制造贸易展(IMTS)上现场3D打印完整的电动车Strati,使用的3D打印设备就是BAAM。而今年年初ORNL还用它完美复制了传奇超跑ShelbyCobra,让前来参观的奥巴马惊艳不已。

延伸阅读:《公开3D打印六天而成的汽车Strati成功试驾》

《奥巴马惊到了:3D打印传奇超跑Shelby Cobra》

传奇超跑ShelbyCobra的复制品和Strati电动车都是用BAAM系统打印出来的

那么,Bertha又是什么呢?它是由ORNL和Cincinnati开发的下一代3D打印机,该机器无论在打印尺寸、速度和质量方面均将远超BAAM。

ORNL自动化、机器人、制造技术团队负责人LonnieLove说,Bertha——这是ORNL研究人员给它起的昵称——是BAAM上的关键技术演进的结果。BAAM的最大3D打印尺寸为7×13×3英尺,沉积速率(即打印速度)为40磅/小时;而Bertha的最大3D打印尺寸则扩大至8×20×6英尺,而且由于采用了新的挤出机,实现了更好的控制,其沉积速率可达100磅/小时。

LonnieLove解释说,他们之所以开发BAAM,然后再演化为Bertha,其主要意图是希望突破阻碍3D打印技术发展的三大主要障碍:速度、尺寸和成本。他指出,“大多数系统(金属和聚合物)的打印速度为1立方英寸每小时”,而“大多数的系统(金属和聚合物)的最大打印体积不到1立方英尺”,而且“大部分的原料成本为1至5美元每立方英寸。”

而BAAM的打印速度超过1000ci/hr,用Bertha则打印速度为4000ci/hr。Bertha的最大打印体积将高达1千立方英尺。而且,据天工社了解,由于该系统依赖于行业标准的注塑成型颗粒,其成本仅为约为0.03〜0.10美元/立方英寸,根据Love称,BAAM非常实惠。

Love介绍说,橡树岭国家实验室与Cincinnati之间的伙伴关系BAAM系统开发的关键。通过利用Cincinnati的激光切割系统中的线性电机,研发团队得以把它更快地推向市场。Love解释说,“正好是一年前,我们签订了合作研发协议,然后几个月后,在芝加哥制造贸易展(IMTS)上,他们卖掉了第一套(BAAM)系统。然后过了几个月,又卖出了几套。因此我们的产品化速度是相当快的。”

尽管Cincinatti的大型台架速度很快,但ORNL还是不得不开发制造解决方案以实现快速、精确地生成大型的对象。所以,它们开始用喷嘴进行实验以增加打印作业时的材料挤出量,从而提高整体打印速度。Love继续说:

“(Cincinatti的)台架能够实现非常高的速度(高达200英寸/秒)和加速度(2至3个GS)。这对于我们的技术很重要。

如果使用0.3英寸的喷嘴,打印速度为10磅/小时的话用0.3“喷嘴,台架的移动速度大约为1英寸/秒。按照这一速度,要花8天时间才能打印出Strati电动车。于是我们开发了一种新的螺钉将材料挤出速度提升至40磅/小时,使用相同的喷嘴,将台架的移动速度提升至4英寸/秒,从而成功地Strati的打印时间缩短至44小时。如果我们将挤出速度提升至100磅/小时,那么0.3英寸的喷嘴速度需要提升至10英寸/秒。

不过,我们也尝试了用更精细的喷嘴。比如超跑ShelbyCobra就是用一个0.2英寸的喷嘴打印出来的。挤出速度为40磅/小时,打印头运动速度为10英寸/秒。除此之外,我们还用一个0.1英寸的喷嘴(0.050英寸的层高)打印了某些部件。如果我们能够控制流速,这将需要100磅/小时的挤出速度和95英寸/秒的打印头移动速度。”

这也难怪,LocalMotors公司正计划在今年晚些时候开设两家汽车打印工厂。随着BAAM系统打印速度的提升,消费者下单订购之后一星期之内开到自己的3D打印车将不再是问题。

(责任编辑:单刀)
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